中学物理题中缓慢的含义与实例分析.doc

中学物理题中“缓慢”的含义与实例分析赵 荣（云南省凤庆县第一中学，云南 凤庆 675900）在中学物理中，尤其是其中力学部分，经常会遇到一些物理过程“缓慢”进行，许多学生由于对其含义不理解，导致对问题的解决感到无从下手，不能用正确的方法解决相关问题现就对“缓慢‘二字在物理问题中的含义及实例进行分析1 “缓慢”的含义物理过程的“缓慢”即表示物体的物理运动过程“缓慢”，也就是物体的运动在所进行的过程中速度非常小，趋近于零其含义是指物体在运动过程中各点均可视为准“静止”即视为物体在运动过程中各点均处于平衡这样，相关问题就是一个实质上的平衡问题，即为可根据平衡条件（如F合=0）列方程求解的问题2 实例分析 ABF图1例一．如图1，质量为m的球与光滑的斜面AB接触，开始时绳子接近竖直今用水平力F缓慢推动斜面，当球升到A端时绳子接近水平位置设在此过程中，绳子的拉力为FT，球对斜面的压力为FN，则下述判断正确的是： A.FN不变，FT先减小后增大B.FN不断增大，FT不断减小C.FN不变，FT不断增大D.FN不断增大，FT先减小后增大分析：由于缓慢推动斜面，故小球沿圆弧（对地）缓慢上FTF/Nmg-mg图2升，由于小球的运动缓慢，故可视为运动过程中各点均处于“静止”状态，即该题为小球受共点力平衡问题。

小球受力如图2，由图可知，小球沿圆弧上升过程中，重力mg大小及方向均保持不变，据平衡条件有任意位置F/N（FN的反作用力）与FT的合力一定且大小为–mg，方向与mg相反由题设知道小球未过A，而F/N的方向一直未变，总垂直于斜面，这样变为：已知合力的大小及方向和一分力方向一定，求解两分FTF/N-mgFT图3力的大小如何变化？ 由力的三角形(图3)可知，当FT方向由接近竖直逐渐趋于水平（即球升到趋于A点时）的过程中，FT先减小，当FT的方向变至垂直于F/N时，FT达到最小，以后随FT的方向再变，则FT又增大，而此过程中，F/N一直在增大故本题结果应是：F/N增大，FT先减小后增大例二．固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细线一端拴一个小球，置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮，如图4所示，不计滑轮及轴承摩擦今缓慢放线使小球从A点沿球面下降至B点，则在此过程中，小球对半球的压力大小FN，线的拉力大小FT的变化情况是： A．FN变大，FT变大B．FN不变，FT变大·AB·OFT图4C．FN变小，FT变小D．FN变大，FT变小分析：由于缓慢放线故小球沿光滑半球表面运动也缓慢。

即可视为小球各点均处于“静止”状态由受力分析（图5）（F/N为FN的反作用力）可知，小球在三个共点力作用下处于平衡即三力的合力为零该题变为：合力大小方向恒定，两分力方向变化，求解两图5·mgDOFTF/NC-mg分力的大小如何变化?本题如果用一般的解法，不抓住本题的特点，则容易得出不同的错误结果正确的解答为：两分力和合力组成的三角形与几何三角形ODC在小球处于不同位置时总有相似关系，由比例关系有： （1）因为小球从A下降至B，在此过程中OC保持不变，而小球到小定滑轮间距CD则在增大，则FT变大又＝常数 (R为光滑半球的半径) （2）故小球由A→B时由②有F/N大小不变由牛顿第三定律有：小球对半球的压力FN＝F/N（半球对小球的支持力）故结论为：FN保持不变，FT不断增大如果该题为从B向A缓慢拉，则为FN不变，FT减小例三．（2006高考重庆卷）如图6，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，则：空气水图6　 A．从外界吸热　　　 B．内能增大　 C．向外界放热　　　 D．内能减小分析：薄金属筒可以传导热量，水温均匀且恒定，因此在缓慢下降过程中，筒内温度保持不变，由于不考虑气体分子间的相互作用，因而内能不变。

设薄金属筒内水面与筒外水平面的竖直高差为h，水的密度为，大气压强为p0，金属筒内封闭气体压强为p，由受力平衡条件总有：设筒内空气体积不变，而筒内温度保持不变，推出筒内封闭气体压强不变由上式知，由于h增大，筒内封闭气体压强p应增大，故设筒内空气体积不变不成立因为筒内封闭气体压强增大，推知筒内空气体积必减小，外界对空气做功，根据ΔU＝Q＋W可推知，气体必须对外界放热电子邮箱：fqyzzhr@。